(57)【要約】【課題】  両タンク間を強固に結合固定することができて、それらのタンクと放熱用チューブの両端部との連結部分に亀裂等が生じるのを防止することができ、しかも、補強部材が外気の流れに対して障害となるおそれがなくて、熱交換効率の低下や騒音及び振動の発生を抑制することができる熱交換器を提供する。【解決手段】  複数の偏平状の放熱用チューブ１２を並設し、それらの放熱用チューブ１２の一端部を入口側タンク１３に、他端部を出口側タンク１４にそれぞれ連結する。熱交換に供される外気流の流域から外れた位置において入口側タンク１３と出口側タンク１４との側端部間には、補強部材２３を架設固定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の偏平状の放熱用チューブを並設し、それらの放熱用チューブの一端部を入口側タンクに、他端部を出口側タンクにそれぞれ連結し、熱交換される流体を入口側タンクから各放熱用チューブに導いて外気と熱交換した後に、出口側タンクから所要箇所に配給するようにした熱交換器において、前記熱交換に供される外気流の流域から外れた位置であって、入口側タンクと出口側タンクとの側端部間に補強部材を架設固定したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記入口側タンク及び出口側タンクはボス部を有し、それらのボス部間に前記補強部材を架設固定したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記補強部材を金属板により構成し、その金属板には断面２次モーメントを大きくするための補強手段を形成したことを特徴とする請求項２に記載の熱交換器。
【請求項４】
前記金属板が前記放熱用チューブと平行になるように、同金属板を配置したことを特徴とする請求項３に記載の熱交換器。
【請求項５】
ターボチャージャーを有するエンジンのインタークーラとして用いられることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばターボチャージャー車に搭載されるインタークーラ等の熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種のインタークーラ等の熱交換器においては、複数の偏平状の放熱用チューブが並設され、それらの放熱用チューブの一端部が入口側タンクの内側板にろう付け等により連結固定されるとともに、他端部が出口側タンクの内側板にろう付け等により連結固定されている。そして、熱交換されるエア等の流体が入口側タンクから各放熱用チューブに導かれて外気と熱交換された後に、出口側タンクからエンジンのシリンダ等の所要箇所に配給されるようになっている。
【０００３】
しかしながら、このようなインタークーラ等の熱交換器は、自動車等の車両のエンジンルーム内において、通常、エンジンの上部にブラケット等を介して搭載されている。このため、エンジンの運転時に発生する振動が熱交換器に直接伝達されて、放熱用チューブの両端部と両タンクの内側板とのろう付け部に亀裂が生じやすいという問題があった。特に、ディーゼルエンジンでは振動が激しいため、このような問題が顕著に現れた。
【０００４】
このような問題に対処するために、例えば特許文献１に開示されるような補強構造を施した熱交換器も従来から提案されている。すなわち、この従来構成においては、放熱用チューブの並設方向の中央部に位置するように、入口側タンクと出口側タンクとの長手方向の中間部の前後両面間に一対の補強バーが架設固定されている。そして、この補強バーにより両タンク間が結合されて、結果として放熱用チューブの変形が防止され、放熱用チューブの両端部と両タンクの内側板とのろう付け部に亀裂が生じるのを防止するようになっている。
【特許文献１】特開平９−１２６６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、この従来の熱交換器においては、一対の補強バーが放熱用チューブの並設方向の中央部の前後両面に配設されて、放熱用チューブを挟んで位置し、このため、補強バーは放熱用チューブと近接してその放熱用チューブの周囲を通る外気流の上流側と下流側に位置している。従って、これらの補強バーが複数の放熱用チューブ間を通る冷却用の外気の流れに対する障害となって、熱交換の効率が低下するとともに、場合によっては、補強バーが外気の流れと干渉して、振動や騒音を発生するという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、両タンク間を強固に結合固定することができて、それらのタンクと放熱用チューブの両端部との連結部分に亀裂等が生じるのを防止することができ、しかも、補強部材が外気の流れに障害となるおそれがなくて、熱交換効率の低下や騒音及び振動の発生を防止することができる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の偏平状の放熱用チューブを並設し、それらの放熱用チューブの一端部を入口側タンクに、他端部を出口側タンクにそれぞれ連結し、熱交換される流体を入口側タンクから各放熱用チューブに導いて外気と熱交換した後に、出口側タンクから所要箇所に配給するようにした熱交換器において、前記熱交換に供される外気流の流域から外れた位置であって、入口側タンクと出口側タンクとの側端部間に補強部材を架設固定したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記入口側タンク及び出口側タンクはボス部を有し、それらのボス部間に前記補強部材を架設固定したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記補強部材を金属板により構成し、その金属板には断面２次モーメントを大きくするための補強手段を形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記金属板が前記放熱用チューブと平行になるように、同金属板を配置したことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の発明において、ターボチャージャーを有するエンジンのインタークーラとして用いられることを特徴とする。
【００１１】
（作用）
この発明においては、補強部材により入口用タンクと出口側タンクとの間を強固に結合固定することができる。よって、エンジンの運転時に発生する振動により、両タンクと放熱用チューブの両端部との連結部分に亀裂等が生じるのを防止することができる。また、補強部材が外気流の流域から外れたところに位置するため、この補強部材が放熱用チューブ間を通る外気の流れに障害となるおそれはない。よって、補強部材が外気流と干渉して熱交換効率の低下を招いたり、騒音や振動を発生したりするのを抑制することができる。
【００１２】
また、前記補強部材に、断面２次モーメントを大きくするための補強手段を設ければ、補強部材として板厚の大きな金属板や、幅の広い金属板を使用しなくてもよい。従って、軽量化と十分な補強効果とを達成することができる。
【００１３】
加えて、補強部材の板厚方向が放熱用チューブの板厚方向と平行になるようにすれば、全体の大型化を避けることができて、エンジンルームの狭い空間内へ問題なく搭載できるものとなる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、この発明によれば、両タンク間を強固に結合固定することができて、それらのタンクと放熱用チューブの両端部との連結部分に亀裂等が生じるのを防止することができ、しかも、補強部材が外気の流れに障害となるおそれがなくて、熱交換効率の低下や騒音及び振動の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、この実施形態の熱交換器１１は、前後方向に所定間隔おきで並設された複数の偏平状の放熱用チューブ１２と、それらの放熱用チューブ１２群の一端部に連結固定された入口側タンク１３と、放熱用チューブ１２群の他端部に連結固定された出口側タンク１４とから構成されている。ここで、熱交換に供される外気流は、図２の矢印Ｐで示す方向に流れる。
【００１６】
図４に示すように、前記入口側タンク１３は、アルミニウムダイキャストまたは射出成形された合成樹脂により内側に向かって開口するように形成した細長箱型のタンク本体１５と、そのタンク本体１５の開口端縁にシールリング１６を介してカシメ付け固定されたアルミニウムダイキャストよりなる内側板１７とから構成されている。タンク本体１５の外側には、内部にエア等の流体を導入させるための入口１５ａが形成されている。
【００１７】
前記出口側タンク１４は、アルミニウムダイキャストまたは射出成形された合成樹脂により内側に向かって開口するように形成した細長箱型のタンク本体１８と、そのタンク本体１８の開口端縁にシールリング１９を介してカシメ付け固定されたアルミニウムダイキャストよりなる内側板２０とから構成されている。タンク本体１８の外側には、内部からエア等の流体を導出させるための出口１８ａが形成されている。
【００１８】
前記入口側タンク１３の内側板１７には複数の挿通孔１７ａが所定間隔おきに形成され、これらの挿通孔１７ａに各放熱用チューブ１２の一端部が挿通された状態で、ろう付により連結固定されている。同様に、出口側タンク１４の内側板２０にも複数の挿通孔２０ａが所定間隔おきに形成され、これらの挿通孔２０ａに各放熱用チューブ１２の他端部が挿通された状態で、ろう付により連結固定されている。
【００１９】
図１〜図４に示すように、前記入口側タンク１３と出口側タンク１４との前部側端部（図１の右側）間及び後部側端部（図１の左側）間にはそれぞれアルミニウム等の金属板よりなる連結板２１がそれらの両端部を両タンク１３，１４の内側板１７，２０のカシメ部１７ｂ，２０ｂにろう付けすることによって架設固定されている。両連結板２１と外側端部に位置する放熱用チューブ１２との間、及び隣接する各放熱用チューブ１２間には、平面波形状の放熱フィン２２が介装されている。
【００２０】
図１、図２、図４及び図５に示すように、前記熱交換に供される外気流の流域から外れた位置において、入口側タンク１３と出口側タンク１４との前部側（図１の右側）の側端部間には、アルミニウム等の金属板よりなる補強部材２３が架設固定され、その板厚方向が前記各放熱用チューブ１２の板厚方向と同方向となるように、各放熱用チューブ１２と平行に配置されている。すなわち、両タンク１３，１４のタンク本体１５，１８の前側端部外面にはボス部２４，２５が突出形成され、それらのボス部２４，２５には各２個のナット２６，２７が埋設されている。また、補強部材２３の両端部には各一対の挿通孔２３ｄが形成されている。そして、これらの挿通孔２３ｄを介してナット２６，２７に各一対のボルト２８，２９を螺合することにより、補強部材２３が両ボス部２４，２５間に架設された状態でその補強部材２３の両端部が両タンク１３，１４のタンク本体１５，１８に固定されている。
【００２１】
また、補強部材２３の上下（図２の左右）両側縁には折曲部２３ａ，２３ｂが互いの反対方向へ直角に折り曲げ形成されるとともに、中央部には補強部材２３の長手方向に沿って延長した一対の補強部２３ｃが湾曲形成されている。これらの折曲部２３ａ，２３ｂ及び補強部２３ｃにより断面２次モーメント大きくするための補強手段が構成されている。
【００２２】
図１〜図３に示すように、前記入口側タンク１３におけるタンク本体１５の下面両端部には、図示しないボルトを用いて一対のブラケット３０，３１が取り付けられている。また、出口側タンク１４のタンク本体１８の下面前端部には１つのブラケット３２が取り付けられている。各ブラケット３０，３１，３２の基端部及び先端部の少なくとも一方には、ゴム等の緩衝材を含む緩衝部材３３が介在配置されている。そして、これらのブラケット３０〜３２の先端部をボルト３４によりエンジン３５の上部に固定することにより、熱交換器１１がエンジン３５上にブラケット３０〜３２及び緩衝部材３３を介して３点で搭載支持されるようになっている。
【００２３】
図１及び図３に示すように、前記入口側タンク１３の後端部側に位置するブラケット３１上には支持アーム３６が一端部にてろう付け固定され、その他端部がボルト３７により出口側タンク１４のタンク本体１８の下面後端部に固定されている。これにより、ブラケットが設けられていない出口側タンク１４の後端部側の重量が支持アーム３６を介して、入口側タンク１３の後端部側のブラケット３１にて、安定状態で支持されるようになっている。
【００２４】
そして、以上のように構成された熱交換器１１は、ターボチャージャーを有するエンジンのインタークーラとして用いられる。
次に、前記のように構成された熱交換器１１の作用を説明する。
【００２５】
さて、エンジン３５が運転されると、外気が複数の放熱用チューブ１２間を通って流れる（図２の矢印Ｐ方向）。そして、図示しないタービンによって圧縮されたエアが入口１５ａから入口側タンク１３内に導入され、各放熱用チューブ１２内に導かれて外気との熱交換により冷却される。その後、冷却されたエアが出口側タンク１４の出口１８ａから導出されて、図示しないエンジンのシリンダ内に配給される。
【００２６】
ところで、前記エンジン３５の振動がエンジン３５上に搭載されている熱交換器１１に直接伝達される。しかしながら、この熱交換器１１においては、入口側タンク１３と出口側タンク１４との側端部間に補強部材２３が架設され、その補強部材２３により両タンク１３，１４間が強固に結合固定されている。このため、エンジン３５がディーゼルエンジンで、振動が大きくても、両タンク１３，１４の内側板１７，２０と放熱用チューブ１２の両端部とのろう付け部に亀裂が生じるようなおそれを確実に防止することができる。
【００２７】
また、前記補強部材２３が金属板よりなり、その上下両側縁に折曲部２３ａ，２３ｂが折り曲げ形成されるとともに、中央部に一対の補強部２３ｃが形成されて、断面２次モーメントが大きくされている。このため、補強部材２３として板厚の大きな金属板や、幅の広い金属板を使用しなくてもよい。従って、軽量化をほとんど損なうことなく、十分な補強効果を発揮させることができる。
【００２８】
しかも、補強部材２３の板厚方向が放熱用チューブ１２の板厚方向と平行になっているため、全体の大型化を避けることができて、この熱交換器１１をエンジンルーム内の狭い空間内へ問題なく搭載できる。
【００２９】
さらに、この熱交換器１１においては、補強部材２３が熱交換に供される外気流の流域から外れた位置において、両タンク１３，１４の側端部間に架設配置されている。このため、補強部材２３が放熱用チューブ１２間を通る外気の流れ中に存在するということがなく、外気の流れに障害となるおそれはない。従って、補強部材２３が外気流と干渉して熱交換効率の低下を招いたり、騒音や振動を発生したりするのを抑制することができる。
【００３０】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  補強部材２３を両タンク１３，１４のタンク本体１５，１８の後方側の側端部間に架設固定すること。
【００３１】
・  一対の補強部材２３を両タンク１３，１４のタンク本体１５，１８の前後両側の側端部間に架設固定すること。
・  断面２次モーメントを大きくするための補強手段の構成を変更すること。例えば、補強部２３ｃの数を変更したり、一対の折曲部２３ａ，２３ｂを同方向に折り曲げたりすること。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一実施形態の熱交換器を示す平面図。
【図２】図１の熱交換器の一部を破断して示す正面図。
【図３】同熱交換器の背面図。
【図４】同熱交換器の一部を拡大して示す部分断面図。
【図５】同熱交換器の補強部材を示す部分斜視図。
【符号の説明】
【００３３】
１１…熱交換器、１２…放熱用チューブ、１３…入口側タンク、１４…出口側タンク、１５，１８…タンク本体、１７，２０…内側板、２３…補強部材、２３ａ…補強手段としての折曲部、２３ｃ…補強手段としての補強部、２４，２５…ボス部、２６，２７…ナット、２８，２９…ボルト、３５…エンジン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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